Correlazione tra un Test di Impedenza Cardiografica per la Scompenso e lo Sviluppo di Fibrosi Sostitutiva del Ventricolo Sinistro

BACKGROUND:

La decisione di eseguire la sostituzione valvolare aortica transcatetere (TAVR) spesso avviene dopo che si è verificato un danno cardiaco permanente. Pertanto, è necessario un nuovo metodo per identificare i pazienti con stenosi aortica meno che severa che sono a rischio imminente di danno cardiaco. Il concetto è che l'insorgenza dello scompenso ventricolare sinistro (VS) è il punto di svolta che segna la perdita della riserva cardiaca e la formazione di fibrosi miocardica. Questo è uno studio osservazionale per raccogliere dati relativi al possibile legame tra un semplice test non invasivo che utilizza l'impedenziografia cardiaca (ICG) per rilevare lo scompenso del VS in pazienti con stenosi aortica moderata e lo sviluppo di fibrosi di sostituzione del VS. La cardiopatia valvolare (VHD) è una causa comune di insufficienza cardiaca (HF). La stenosi aortica, una delle forme più gravi e comuni di VHD, è caratterizzata sia dal progressivo restringimento valvolare che dalla risposta di rimodellamento del VS. La stenosi aortica moderata (moderata calcificazione dei lembi) si trova nello Stadio B delle linee guida dell'American College of Cardiologists (ACC)/American Heart Association (AHA) per la gestione della VHD, che specificano una velocità aortica massima inferiore a 4,0 m/s o un gradiente di pressione aortica medio inferiore a 40 mmHg, e nessun sintomo. In effetti, alcuni pazienti con stenosi aortica con quelle emodinamiche valvolari presentano sintomi. Inoltre, pazienti con le stesse caratteristiche valvolari possono avere funzioni del VS molto diverse, che vanno dal miocardio normale allo scompenso del VS con significativa fibrosi di sostituzione. Ciò suggerisce che considerare solo le caratteristiche della valvola, senza cercare la disfunzione del VS, potrebbe essere insufficiente per determinare un momento appropriato per il TAVR. Attualmente, le valvole disponibili in commercio sono indicate per la stenosi aortica calcifica severa in pazienti con VHD sintomatica. Questo è lo Stadio D nelle linee guida ACC/AHA per la VHD, che specificano emodinamiche valvolari con velocità aortica massima ≥ 4,0 m/s o gradiente aortico medio ≥ 40 mmHg. Tuttavia, studi clinici mostrano che spesso la decisione per il TAVR avviene dopo che si è verificato un danno cardiaco significativo. Ciò suggerisce che un intervento precoce, quando appropriato, potrebbe ridurre la mortalità per tutte le cause e migliorare gli esiti rispetto alla gestione conservativa. In altre parole, un momento appropriato per il TAVR potrebbe essere prima dello Stadio D. Il dilemma è che, anche con sintomi, il team cardiaco manca di un'indicazione chiara per procedere con il TAVR quando la velocità aortica massima è inferiore a 4,0 m/s e il gradiente aortico medio è inferiore a 40 mmHg. La carenza dell'approccio di attesa vigile è l'aumentato rischio di mortalità. I sintomi comuni per la stenosi aortica sono angina, sincope e dispnea. Il sintomo più grave è la dispnea, che è associata a insufficienza cardiaca congestizia. Dall'insorgenza di dispnea manifesta, il 50% dei pazienti muore entro 2 anni. Anche i pazienti con il sintomo meno grave di angina hanno un tasso di mortalità del 50% entro 5 anni dall'insorgenza dell'angina. Fibrosi Miocardica: La fibrosi miocardica è la caratteristica patologica chiave associata al rimodellamento del VS durante la transizione dall'ipertrofia all'HF. La fibrosi miocardica può essere divisa in fibrosi diffusa, che si verifica prima ed è reversibile, e fibrosi di sostituzione, che si verifica dopo ed è irreversibile. In teoria, un momento appropriato per il TAVR sarebbe prima della formazione della fibrosi di sostituzione. La fibrosi diffusa e di sostituzione nel miocardio sono aumentate con la stenosi aortica ma sono solo debolmente associate alla gravità del restringimento valvolare. In effetti, pazienti con stenosi aortica moderata possono avere miocardio normale, fibrosi diffusa o fibrosi di sostituzione. Lacuna nelle Conoscenze Attuali: Il rimodellamento del VS dovuto alla stenosi aortica non può essere previsto accuratamente solo dal grado di restringimento valvolare e dovrebbe essere valutato indipendentemente. Il rilevamento dello scompenso del VS subclinico potrebbe potenzialmente essere utile nel valutare la progressione della fibrosi associata alla transizione dall'ipertrofia all'HF. Il test ICG descritto in questo studio è un potenziale candidato per il necessario metodo semplice ed economico di rilevare lo scompenso del VS.

Impedenziografia Cardiaca:

La tecnologia ICG è disponibile da oltre 50 anni. L'ICG è stata inizialmente commercializzata per monitorare non invasivamente la gittata cardiaca. La capacità della tecnologia si è espansa per includere la valutazione della funzione emodinamica del sistema cardiovascolare nell'HF. L'ICG è stata utilizzata per rilevare lo scompenso in pazienti con insufficienza cardiaca, ma l'ICG non è stata utilizzata specificamente per rilevare lo scompenso in pazienti con stenosi aortica moderata. Questa è una nuova applicazione clinica in cui l'insorgenza dello scompenso potrebbe essere importante. Raccogliere dati sulle letture ICG in posizione eretta e supina per rilevare lo scompenso in pazienti con stenosi aortica è lo scopo di questo progetto. La base scientifica della tecnologia è la seguente. La resistenza al flusso di una corrente elettrica alternata è nota come impedenza, e la resistenza tissutale a una corrente applicata è definita bioimpedenza elettrica (Z). Un campo elettrico all'interno del torace viene creato applicando corrente alternata, ad alta frequenza, a bassa ampiezza da una sorgente a corrente costante tramite un set di elettrodi di tipo elettrocardiografico sul collo e sull'addome. Il segnale di impedenza in tempo reale assomiglia all'onda di pressione aortica. Per facilitare l'interpretazione intuitiva, il segnale viene invertito in modo che una diminuzione dell'impedenza appaia come un aumento nella forma d'onda visualizzata. È noto che il tasso di aumento della pressione nell'aorta ascendente, dP/dt (che è la pendenza del tratto ascendente dell'onda di pressione durante la fase di eiezione), è un'indicazione della contrattilità. Durante la sistole, il cambiamento di pressione aortica (che è la causa) si correla direttamente con il cambiamento di impedenza (che è il risultato). Il segnale di impedenza differenziato, dZ/dt, si correla direttamente con dP/dt. Sulla forma d'onda dZ/dt, l'onda di eiezione è definita come la porzione della forma d'onda dZ/dt durante l'eiezione ventricolare. Il punto più alto sull'onda di eiezione è [dZ/dt]max, misurato in ohm al secondo. In sistole, la principale fonte del cambiamento di impedenza è il movimento del sangue nell'aorta. L'altezza dell'onda di eiezione, [dZ/dt]max, si correla con la contrattilità ventricolare sinistra.

Nuovo Metodo di Valutazione dello Scompenso: La verità fondamentale dietro il test ICG eretto/supino è la legge di Starling del cuore. Per la funzione ventricolare, la relazione di Frank-Starling afferma che la forza di contrazione ventricolare è influenzata dalla lunghezza telediastolica delle fibre che compongono la parete miocardica, che è strettamente correlata al volume telediastolico. La posizione del corpo influisce sulla distribuzione del volume sanguigno. Il volume telediastolico è influenzato dalla distribuzione del volume sanguigno tra i compartimenti intratoracico ed extratoracico. Quando una persona è in posizione eretta, la forza gravitazionale causa il ristagno del sangue nelle parti inferiori del corpo, il che aumenta il volume sanguigno extratoracico a scapito del volume sanguigno intratoracico. Per una persona a riposo, la manovra di cambiare postura da eretta a supina causa una diminuzione del volume sanguigno extratoracico e un aumento del volume sanguigno intratoracico. Ciò aumenta il ritorno venoso al cuore (precarico) e il volume telediastolico. In un cuore che rimane compensato, la forza contrattile aumenta all'aumentare della lunghezza muscolare. Un aumento del volume telediastolico del VS causa l'allungamento del muscolo entro il suo limite elastico e risulta in una maggiore forza contrattile. In altre parole, in compensazione, [dZ/dt]max supino è maggiore di [dZ/dt]max eretto. [29] La curva di Frank-Starling rappresenta la relazione stress/deformazione della performance ventricolare (stress del VS) con il volume telediastolico del VS (deformazione del VS). In un cuore normale, la curva è ascendente, indicando che un aumento del volume telediastolico risulta in un aumento della forza contrattile. Nell'HF, il ventricolo sinistro diventa scompensato. L'insorgenza dello scompenso, rappresentata dall'altopiano della curva di insufficienza cardiaca, si verifica quando il ventricolo sinistro non ha più riserva cardiaca. Questo è il punto di svolta quando il miocardio del VS è stirato al suo limite elastico. L'insorgenza dello scompenso è indicata da [dZ/dt]max eretto uguale a [dZ/dt]max supino. In teoria, l'insorgenza dello scompenso segna l'inizio della sostituzione del tessuto miocardico vitale con tessuto fibrotico non contrattile. La parte discendente della curva HF rappresenta il peggioramento dello scompenso, quando il miocardio del VS è stirato oltre il suo limite elastico risultando in una contrazione più debole. Più debole è la contrazione, più lentamente il sangue viene eiettato dal ventricolo sinistro nell'aorta. Ciò causa un aumento più lento (pendenza inferiore) del tratto ascendente dell'onda di pressione aortica. Questo è indicato da un valore minore di [dZ/dt]max. Man mano che lo scompenso peggiora, [dZ/dt]max supino continua a diminuire al di sotto di [dZ/dt]max eretto. Nello scompenso, un'alterazione fisiopatologica è l'incapacità del cuore di muovere tutto il sangue che viene restituito dal sistema circolatorio, quando un paziente non è in posizione eretta, portando a un accumulo di sangue nel cuore (congestione). L'insorgenza dello scompenso potrebbe essere considerata il "canarino nella miniera di carbone", perché funge da avviso precoce che la transizione dall'ipertrofia all'HF è imminente. Potenzialmente, l'insorgenza dello scompenso del VS potrebbe indicare l'inizio della finestra temporale per considerare il TAVR per pazienti con stenosi aortica. Dati Preliminari Rilevanti: Per confronti della funzione sistolica del VS tra pazienti, la misura di [dZ/dt]max è normalizzata dividendo il valore di [dZ/dt]max per l'impedenza base (la bioimpedenza elettrica media) del torace (Zo). Questo è simile al modo in cui il volume sistolico è normalizzato dividendo il valore del volume sistolico per la superficie corporea per produrre l'indice sistolico. Questo indicatore ICG normalizzato della forza contrattile del VS è chiamato ampiezza sistolica (SA). La formula per SA è [dZ/dt]max (in Ω al secondo) diviso per Zo (in Ω). [33] Per valutare la risposta compensatoria al cambiamento posturale, il criterio per una risposta compensatoria normale è SA eretto inferiore a SA supino. Lo scompenso è definito come SA eretto ≥ SA supino, indicando che il ventricolo sinistro ha perso la riserva contrattile e sta funzionando contrariamente alla funzione normale secondo la legge di Starling del cuore. L'insorgenza dello scompenso si verifica quando SA eretto è uguale a SA supino.

Risultato Atteso:

Il passaggio dalla compensazione allo scompenso potrebbe essere una pietra miliare importante nel rimodellamento del VS. In teoria, l'insorgenza dello scompenso rilevata dall'ICG è un precursore dello sviluppo della fibrosi di sostituzione del VS. Il risultato atteso di questo studio è un test ICG negativo per lo scompenso in un paziente con stenosi aortica moderata con una scansione CMR.